JP2010250474A - Mobile robot system - Google Patents

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Akira Watanabe
晃 渡邊
Koji Nishimura
考史 西邑
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile robot system, allowing reliable contact between a charging contact of a charging device and a charging electrode of a mobile robot, without requiring special movements or shapes for the charging device, and furthermore, without requiring complicated controls or expensive components for reducing the positioning error of the mobile robot. <P>SOLUTION: In the mobile robot system, at charging, a mobile robot movable in any direction recognizes the position of a charging device placed against the wall, moves to near the charging device, and then moves toward the wall. Upon checking that a contact part attached to the mobile robot is in contact with the wall, the mobile robot approaches toward the charging device, while pressing the contact part to the wall, confirms that a charging electrode attached to the contact part is brought into contact with a charging contact housed in the charging device; and then starts to charge a charging battery housed in the mobile robot. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、シンプルな構成で、かつ複雑な制御を必要とせずに、充電池への充電を確実に行えるようにする移動ロボットシステムに関する。   The present invention relates to a mobile robot system having a simple configuration and capable of reliably charging a rechargeable battery without requiring complicated control.

工場内で荷物や部品を搬送するものや、掃除機など、さまざまな分野で移動ロボットが現在使用されている。このような移動ロボットは電源に充電池を使用していることが多い。
かかる移動ロボットの分野においては、さらなる自動化等を実現するため移動ロボットが自律的に充電を行なうことが望ましく、移動ロボットの自動充電に関する技術が提案されている。 Mobile robots are currently used in various fields, such as those that carry luggage and parts in factories and vacuum cleaners. Such mobile robots often use a rechargeable battery as a power source.
In the field of such mobile robots, it is desirable that the mobile robots autonomously charge in order to realize further automation and the like, and techniques related to automatic charging of mobile robots have been proposed.

自動充電を行う際、移動ロボットが充電装置に近づき、移動ロボットの充電用電極と充電装置の充電用接点が接触する必要がある。
このとき、移動ロボットの充電用電極と充電用接点とを正確に接触させて移動ロボットが自発的に充電を行なうためには、移動ロボット本来の機能以上に高度な位置決め精度が要求され、コストの増大の一因となる。 When performing automatic charging, the mobile robot approaches the charging device, and the charging electrode of the mobile robot needs to contact the charging contact of the charging device.
At this time, in order for the mobile robot to charge spontaneously by accurately contacting the charging electrode and the charging contact of the mobile robot, a higher positioning accuracy than the original function of the mobile robot is required, and the cost is reduced. Contributes to the increase.

これを解決するため、特許文献１には、充電装置の充電用接点をガイドにして誤差を吸収する機構が提案されている。
特許文献１の構成によれば移動ロボットの充電用電極と充電装置側の充電用接点とを精度良く接触させることができる。 In order to solve this, Patent Document 1 proposes a mechanism that absorbs errors by using a charging contact of a charging device as a guide.
According to the configuration of Patent Document 1, the charging electrode of the mobile robot can be brought into contact with the charging contact on the charging device side with high accuracy.

特開２００８−０４３０３５号公報（第１１頁、図５）JP 2008-043035 A (page 11, FIG. 5)

しかしながら、特許文献１の技術では、補正可能な位置決め誤差の範囲が、充電装置の充電用接点の左右のストローク長やガイド手段の大きさに依存するため、位置決め誤差の大きい移動ロボットに対しては充電装置の寸法を大きくしなければいけないという課題があった。
反対に、移動ロボットの位置決め誤差を小さくするためには、移動ロボットに検出精度の高いセンサや駆動系を搭載する必要となり、移動ロボットの費用が大きくなるという課題がある。 However, in the technique of Patent Document 1, the range of the positioning error that can be corrected depends on the left and right stroke length of the charging contact of the charging device and the size of the guide means. There was a problem that the size of the charging device had to be increased.
On the other hand, in order to reduce the positioning error of the mobile robot, it is necessary to mount a sensor and drive system with high detection accuracy on the mobile robot, and there is a problem that the cost of the mobile robot increases.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、よりシンプルな構成で精度良く自動充電を行なうことができるようにした、移動ロボットシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a mobile robot system that can perform automatic charging with a simpler configuration and high accuracy.

請求項１に記載の発明は、壁面を有する走行環境内を走行するバッテリ搭載の移動ロボットと、前記移動ロボットの動作を制御する制御装置と、前記走行環境内の前記壁面に近接して設置され側方に充電用接点が設けられた充電装置と、前記移動ロボットに形成され、前記壁面に当接して前記壁面に案内されて前記移動ロボットをスライド移動させるガイド部材と、前記ガイド部材に設けられ、前記充電用接点と接触することで前記充電装置の電力を前記バッテリに供給する充電用電極と、前記移動ロボットに設けられ、前記移動ロボットから前記充電装置の方向を検出する位置センサと、を有し、前記制御装置は、前記移動ロボットが前記バッテリ充電を行なう必要がある要充電状態であるか否かを判定する充電判定部と、前記充電判定部により要充電状態であると判定されると、前記移動ロボットを前記壁面側に走行させて前記ガイド部材を前記壁面に当接させ、前記ガイド部材を前記壁面に当接させた状態で前記位置センサにより検出された前記充電装置の方向に前記移動ロボットを走行させる充電走行制御部とを有していることを特徴とするものである。   According to the first aspect of the present invention, a battery-equipped mobile robot that travels in a travel environment having a wall surface, a control device that controls the operation of the mobile robot, and the wall surface in the travel environment are installed in proximity to each other. A charging device provided with a charging contact on a side, a guide member formed on the mobile robot, abutting on the wall surface and guided by the wall surface to slide the mobile robot, and provided on the guide member A charging electrode for supplying power of the charging device to the battery by contact with the charging contact; and a position sensor provided on the mobile robot for detecting the direction of the charging device from the mobile robot; The control device includes: a charge determination unit that determines whether or not the mobile robot is in a required charge state in which the battery needs to be charged; and the charge determination unit When it is determined that the charging state is more required, the position sensor is moved in a state in which the mobile robot travels toward the wall surface so that the guide member contacts the wall surface, and the guide member contacts the wall surface. And a charging travel control unit that causes the mobile robot to travel in the direction of the charging device detected by the above.

請求項２に記載の発明は、請求項１のものにおいて前記ガイド部材の前記壁面に当接する当接面には、前記壁面との接触状態を検知する接触センサが設けられ、前記充電走行制御部は、前記接触センサにより前記ガイド部材が前記壁面に接触したことが検知されると、前記壁面に対して前記ガイド部材を押し付けながら前記充電装置側に進む方向に前記移動ロボットを走行することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のものにおいて前記充電装置には特徴的な図柄のランドマーク部が設けられ、前記位置センサはカメラを有し、撮像された画像から前記ランドマーク部を検出することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the contact surface that contacts the wall surface of the guide member is provided with a contact sensor that detects a contact state with the wall surface, and the charging travel control unit When the contact sensor detects that the guide member has come into contact with the wall surface, the mobile robot travels in a direction to advance toward the charging device while pressing the guide member against the wall surface. It is what.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the charging device is provided with a landmark portion having a characteristic pattern, the position sensor includes a camera, and the land is obtained from a captured image. The mark portion is detected.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかのものにおいて前記ガイド部材の前記壁面に当接する当接面には車輪が取り付けられていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかのものにおいて前記要充電状態であるときに前記移動ロボットと前記充電装置との距離が予め設定された所定値よりも小さいことを検出する距離確認手段を備え、前記充電走行制御部は、前記距離確認手段により前記距離が小さいことが検出されると前記移動ロボットの走行速度を減速するものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかのものにおいて前記充電用接点を覆う開閉可能なハッチを備えることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a wheel is attached to a contact surface that contacts the wall surface of the guide member.
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the distance between the mobile robot and the charging device is smaller than a predetermined value when the charging is required. A distance confirmation unit for detecting is provided, and the charging travel control unit decelerates the traveling speed of the mobile robot when the distance confirmation unit detects that the distance is small.
The invention according to claim 6 is characterized in that in any one of claims 1 to 5, an openable / closable hatch that covers the charging contact is provided.

本願発明によれば、複雑な制御を行うことなく、移動ロボットの位置決め誤差を吸収するために、充電装置の特別な動作や形状を設ける必要がなくなる。そのため、充電装置の構成要素がシンプルになり、充電装置の省スペース、低コストが可能になる。また移動ロボットに精度の高いセンサや、駆動系を使用する必要がなり、移動ロボットについても低コストが可能になり、かつ移動ロボットの充電用電極と充電装置の充電用接点を確実に接触することができる。   According to the present invention, there is no need to provide a special operation or shape of the charging device in order to absorb the positioning error of the mobile robot without performing complicated control. Therefore, the components of the charging device are simplified, and the space for the charging device can be saved and the cost can be reduced. In addition, it is necessary to use a high-precision sensor and drive system for the mobile robot, so that the cost of the mobile robot can be reduced, and the charging electrode of the mobile robot and the charging contact of the charging device can be reliably contacted. Can do.

本発明の一実施形態にかかる移動ロボットシステムの全体構成を示す模式的な上面図1 is a schematic top view showing an overall configuration of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる移動ロボットの構成を示す模式的な上面図1 is a schematic top view showing a configuration of a mobile robot according to an embodiment of the present invention. （ａ）〜（ｄ）はいずれも充電モード時の動作の推移を示す模式的な上面図(A)-(d) are typical top views which show transition of operation | movement at the time of charge mode. 本発明の一実施形態にかかる移動ロボットの充電モード時のフローチャートThe flowchart at the time of charge mode of the mobile robot concerning one Embodiment of this invention

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図２に示すように物品搬送システム（移動体ロボットシステム）１００は、周囲の辺を壁１０２に囲まれた工場等のフロア１０１上に予め設定された走行経路Ｒに沿って自律走行する、移動ロボット１と、移動ロボット１に対して充電を行なう充電装置３とからなっている。
なお、図２では説明を容易にするために全体経路Ｒは単純化して表現しているが、全体経路Ｒはさらに複雑な経路となるように設定可能であるし、必ずしも定められた走行経路Ｒを設定することを要しない。
また、移動ロボット１の本体部１ｂには図示しない荷台が設けられており、移動ロボット１は荷台に積載された物品を走行経路Rに沿った所望に位置まで搬送するようになっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the article transport system (mobile robot system) 100 travels autonomously along a preset travel route R on a floor 101 of a factory or the like surrounded by walls 102 around the periphery. The robot 1 and the charging device 3 for charging the mobile robot 1 are included.
In FIG. 2, the entire route R is expressed in a simplified manner for ease of explanation. However, the entire route R can be set to be a more complicated route, and is not limited to a predetermined travel route R. It is not necessary to set.
In addition, a loading platform (not shown) is provided on the main body 1b of the mobile robot 1, and the mobile robot 1 conveys the articles loaded on the loading platform to a desired position along the travel route R.

移動ロボット１は図１に示すように、走行ユニット１ａと本体部１ｂとを有しており、制御装置（ＰＬＣ、モータアンプ）１１を搭載している。
走行ユニット１ａは図示しないモータによってそれぞれ駆動される全方向駆動輪（たとえばオムニホイル）１３ａ〜１３ｃを有し、制御装置１１により各駆動輪１３ａ〜１３ｃの駆動量をそれぞれ制御されることにより移動ロボット1（走行ユニット１ａ）を任意の方向に移動もしくは回転するように構成されている。なお、走行ユニット１ａにはバッテリ６が内蔵されており、充電用電極５を介して外部からの電力を充電し、充電された電力を走行ユニット１ａのモータに供給するようになっている。なお、バッテリ６にはバッテリ６の充電率（ＳＯＣ）を検出するためのＳＯＣセンサが設けられておりバッテリ６の充電率は制御装置１１に入力されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the mobile robot 1 has a traveling unit 1 a and a main body 1 b and is equipped with a control device (PLC, motor amplifier) 11.
The traveling unit 1a has omnidirectional driving wheels (for example, omnifoils) 13a to 13c respectively driven by motors (not shown), and the driving amount of each driving wheel 13a to 13c is controlled by the control device 11, respectively. The (travel unit 1a) is configured to move or rotate in an arbitrary direction. The travel unit 1a has a built-in battery 6, which is charged with electric power from the outside via the charging electrode 5, and supplies the charged power to the motor of the travel unit 1a. The battery 6 is provided with an SOC sensor for detecting the charging rate (SOC) of the battery 6, and the charging rate of the battery 6 is input to the control device 11.

本体部１ｂには、接触部（ガイド部材）４，レーザ変位計（接触センサ）７及びカメラ（位置センサ）８が取り付けられている。接触部は本体部１ｂの片側面に設けられた板状の部材であり、接触部４の板状平面側（当接面側）には、車輪４ａが取り付けられている。また、接触部４には非接触光通信装置１２も取り付けられている   A contact portion (guide member) 4, a laser displacement meter (contact sensor) 7, and a camera (position sensor) 8 are attached to the main body 1b. The contact portion is a plate-like member provided on one side surface of the main body portion 1 b, and a wheel 4 a is attached to the plate-like plane side (contact surface side) of the contact portion 4. Further, a non-contact optical communication device 12 is also attached to the contact portion 4.

また、充電用電極５は、接触部４の板状平面の一端側側面（車輪４ａが取り付けられる当接面に隣接する面）に設けられている。
レーザ変位計７は本体部１ｂに設置された距離センサであり、検出用のレーザ光を発して自身と障害物までの距離を検出し、制御装置１１に検出結果を入力するようになっている。
カメラ８は赤外線（ＩＲ光）を撮像可能な撮像装置であり移動ロボット１の周囲を連続的に撮像し制御装置１１に撮像結果を入力するようになっている。 Further, the charging electrode 5 is provided on one end side surface (a surface adjacent to the contact surface to which the wheel 4a is attached) of the plate-like plane of the contact portion 4.
The laser displacement meter 7 is a distance sensor installed in the main body 1b, emits a laser beam for detection, detects the distance between itself and an obstacle, and inputs a detection result to the control device 11. .
The camera 8 is an imaging device capable of imaging infrared rays (IR light), and continuously captures the periphery of the mobile robot 1 and inputs the imaging results to the control device 11.

充電装置３は、フロア１０１を囲む壁１０２のうちの１つの壁２に沿って設置されており、フロア１０１を臨む側面には赤外線ランプ１０が設けられている。また、充電装置３の側面（壁２及びフロア１０１に対して垂直な面）には充電用電極５と嵌合する充電用接点９が設けられている。
なお、充電用電極５と充電用接点９はそれぞれ同じ高さに設けられている。また、充電用電極５が充電用接点９と嵌合（あるいは係合）して充電用電極５と充電用接点９が接触したことを確認すると充電装置３からバッテリ６への給電を開始するようになっている。 The charging device 3 is installed along one of the walls 102 surrounding the floor 101, and an infrared lamp 10 is provided on a side surface facing the floor 101. Further, a charging contact 9 that fits the charging electrode 5 is provided on a side surface of the charging device 3 (a surface perpendicular to the wall 2 and the floor 101).
The charging electrode 5 and the charging contact 9 are provided at the same height. When it is confirmed that the charging electrode 5 is fitted (or engaged) with the charging contact 9 and that the charging electrode 5 and the charging contact 9 are in contact with each other, power supply from the charging device 3 to the battery 6 is started. It has become.

充電装置３には非接触光通信装置１４及び開閉ハッチ１５が設けられている。非接触光通信装置１２，１４は互いの距離が通信可能域まで接近すると、相互で情報通信する装置である。開閉ハッチ（ハッチ）１５は、閉じた時には充電用接点９を覆い充電用接点９への塵等の付着を防止し、非接触光通信装置１４を介して信号を受信すると図示しないモータを動作させてハッチ１５が開くようになっている。   The charging device 3 is provided with a non-contact optical communication device 14 and an opening / closing hatch 15. The non-contact optical communication devices 12 and 14 are devices that perform information communication with each other when the distance between them approaches a communicable range. The open / close hatch 15 covers the charging contact 9 to prevent dust from adhering to the charging contact 9 when closed, and operates a motor (not shown) when a signal is received via the non-contact optical communication device 14. The hatch 15 opens.

（充電時の態様）
次に本システムにおいて移動ロボット１が自律的に充電する際の移動ロボットの動作について説明する。
まず、制御装置１１は、ＳＯＣが予め設定された所定値よりも小さく、且つ、物品を搬送するモードである物品搬送ジョブの実行状態でない場合には、充電が必要である要充電状態として、制御モードを充電モードに切り替える。
制御装置１１が充電モードなると、まず、図３（ａ）に示すように、移動ロボット1はカメラ８で充電装置３に設置されたランドマークである赤外線ランプ１０を撮影する。撮影された赤外線ランプ１０の画像と、予め登録された目的地（ここでは図３（ａ）に示す移動ロボット１の位置）の画像と比較することで、充電装置３までの距離と方向を認識し、目的地である充電装置３付近へ移動する（図４のステップＳ１）。
ステップＳ１において、目的地への移動が完了すると、制御装置１１は走行ユニット１ａを駆動して移動ロボット１を壁２に接近する方向へ走行させる（ステップＳ２）。そして、図３（ｂ）に示すように、予め設定されたレーザ変位計７の規定値、すなわち接触部４に設置された車輪４ａと壁２が接触する位置まで移動をすると走行ユニット１ａを停止させる（ステップＳ３）。 (Aspect during charging)
Next, the operation of the mobile robot when the mobile robot 1 autonomously charges in this system will be described.
First, when the SOC is smaller than a predetermined value set in advance and the state is not an execution state of an article transport job that is a mode for transporting an article, the control device 11 sets the charge required state that requires charging as a charge required state. Switch the mode to charge mode.
When the control device 11 enters the charging mode, first, as shown in FIG. 3A, the mobile robot 1 photographs the infrared lamp 10 that is a landmark installed on the charging device 3 with the camera 8. The distance and direction to the charging device 3 are recognized by comparing the photographed image of the infrared lamp 10 with the image of the destination registered in advance (here, the position of the mobile robot 1 shown in FIG. 3A). And it moves to the charging device 3 vicinity which is a destination (step S1 of FIG. 4).
When the movement to the destination is completed in step S1, the control device 11 drives the traveling unit 1a to cause the mobile robot 1 to travel in the direction approaching the wall 2 (step S2). Then, as shown in FIG. 3 (b), the traveling unit 1a is stopped when the predetermined value of the laser displacement meter 7 is set, that is, when the wheel 4a installed at the contact portion 4 and the wall 2 are in contact with each other. (Step S3).

その後、制御装置１１は再び走行ユニット１ａを駆動させ移動ロボット１を壁２をガイドにして充電装置３に接近する方向に走行させる（ステップＳ４）。このとき制御装置１１は走行装置１ａを図３（ｃ）の矢印１６ａ、１６ｂが示すように壁２に対して角度θをなす方向（即ち、壁２に対して接近する方向成分と充電装置３に接近する方向成分とを有する方向）に進むように駆動させ、車輪４ａを壁２に押し付けながら車輪４ａの回転によって充電装置３の方向へ移動させる。
なお、充電装置３方向へ移動中、レーザ変位計７の値を確認し、移動ロボット１と壁２との距離が所定値を越えたとき、即ち、接触部４に設置された車輪４ａと、壁２が接触していないと判定した場合には、ステップＳ２に戻り、制御装置１１は走行装置１ａの進行方向をより壁２側へシフトさせ、車輪４ａと壁２とか接触した状態を維持する。 Thereafter, the control device 11 drives the traveling unit 1a again to cause the mobile robot 1 to travel in a direction approaching the charging device 3 with the wall 2 as a guide (step S4). At this time, the control device 11 sets the traveling device 1a in a direction that forms an angle θ with respect to the wall 2 as indicated by arrows 16a and 16b in FIG. In a direction having a directional component approaching), and the wheel 4a is moved toward the charging device 3 by rotating the wheel 4a while pressing the wheel 4a against the wall 2.
While moving in the direction of the charging device 3, the value of the laser displacement meter 7 is confirmed, and when the distance between the mobile robot 1 and the wall 2 exceeds a predetermined value, that is, the wheel 4a installed on the contact portion 4, When it determines with the wall 2 not contacting, it returns to step S2 and the control apparatus 11 shifts the advancing direction of the traveling apparatus 1a to the wall 2 side more, and maintains the state which the wheel 4a and the wall 2 contacted. .

その後、移動ロボット１が充電装置３に接近し、移動ロボット１と充電装置３双方に設置された非接触光通信装置１２と非接触光通信装置１４が通信可能な位置まで近づくと、制御装置１１は移動ロボット１を減速させ、また充電装置３側面のハッチ１５が図示しないモータにより開く（ステップＳ５）。
そして、図３（ｄ）に示すように接触部４に設置された充電用電極５が、充電装置３内に収納されている充電用接点９に接触すると移動ロボット１が停止し（ステップＳ６）、充電が開始される（ステップＳ７）。
充電が終了すると移動ロボット１は図３、図４の動作と逆の動作で充電装置３から離れ、
制御装置１１は充電モードを解除して通常作業を開始する。 Thereafter, when the mobile robot 1 approaches the charging device 3 and approaches a position where the non-contact optical communication device 12 and the non-contact optical communication device 14 installed in both the mobile robot 1 and the charging device 3 can communicate, the control device 11. Decelerates the mobile robot 1, and the hatch 15 on the side of the charging device 3 is opened by a motor (not shown) (step S5).
Then, as shown in FIG. 3D, when the charging electrode 5 installed in the contact portion 4 contacts the charging contact 9 housed in the charging device 3, the mobile robot 1 stops (step S6). Charging is started (step S7).
When charging is completed, the mobile robot 1 moves away from the charging device 3 by the reverse operation of the operation shown in FIGS.
The control device 11 cancels the charging mode and starts normal work.

本発明の一実施形態にかかる移動ロボットシステムはこのように構成されているので、移動ロボット１が要充電状態となった場合に、移動ロボット１の走行環境（ここでは、工場）の一部をなす壁２に接触部（車輪４ａ）４を当接させながら充電装置３側に走行するというシンプルな構成によって、壁２をガイドとして案内されて接触部４に設置された充電用電極５を充電装置３の充電用端子９に精度良く移動させることができる。   Since the mobile robot system according to the embodiment of the present invention is configured as described above, when the mobile robot 1 is charged, a part of the travel environment (here, the factory) of the mobile robot 1 is reduced. Charging the charging electrode 5 installed on the contact portion 4 while being guided using the wall 2 as a guide, with a simple configuration in which the contact portion (wheel 4a) 4 is brought into contact with the wall 2 to be formed and travels to the charging device 3 side. It can be moved to the charging terminal 9 of the apparatus 3 with high accuracy.

即ち、一端、目的地に移動した後に壁２に移動するまで（ステップＳ１〜Ｓ２）には高度が精度は要求させず、ステップＳ３においても矢印１６ａ、１６ｂ方向に走行ユニット１ａを走行させることで移動ロボット１が壁２に案内されて充電装置３側に移動することとなるので、高度な位置決め性能を必要としない。そして、接触部４に設けた充電用電極５と充電装置３の充電用端子９の高さ（フロア１０１に対する高さ）、及び、車輪４ａの当接位置から充電用電極５までの壁２の面からの垂直距離と充電用端子９の壁２からの垂直距離とを予め調整しておけば、充電用電極５と充電用端子９とを精度良く接触させることができる。   That is, the altitude does not require accuracy until it moves to the wall 2 after moving to the destination (steps S1 to S2), and the traveling unit 1a is traveled in the directions of the arrows 16a and 16b also in step S3. Since the mobile robot 1 is guided by the wall 2 and moves to the charging device 3 side, high positioning performance is not required. And the height of the charging electrode 5 provided in the contact portion 4 and the charging terminal 9 of the charging device 3 (height with respect to the floor 101) and the wall 2 from the contact position of the wheel 4a to the charging electrode 5 If the vertical distance from the surface and the vertical distance from the wall 2 of the charging terminal 9 are adjusted in advance, the charging electrode 5 and the charging terminal 9 can be brought into contact with each other with high accuracy.

したがって、充電用電極５と充電用端子９との位置決め精度を確保するために、移動ロボット１に精度の高いセンサや、駆動系を使用する必要がなり、移動ロボットについても低コストが可能になり、かつ移動ロボットの充電用電極と充電装置の充電用接点を確実に接触することができる。   Therefore, in order to ensure the positioning accuracy between the charging electrode 5 and the charging terminal 9, it is necessary to use a high-precision sensor or driving system for the mobile robot 1, and the mobile robot can be made at low cost. In addition, the charging electrode of the mobile robot and the charging contact of the charging device can be reliably contacted.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本発明はこのような形態に限らず、サービスロボット等、自律して移動する移動台車等には適宜適用することができる。
また、上述の実施形態では、充電率（ＳＯＣ）が予め設定された所定値よりも小さいことを要充電状態判定の条件としているが、制御装置１１が要充電状態と判定するための条件は適宜設定可能であり、よりシンプルには、所定時間毎に要充電状態となるように設定してもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation can be implemented in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the present invention is not limited to such a form, and can be applied as appropriate to mobile carts that move autonomously, such as service robots.
Further, in the above-described embodiment, the condition for determining the required charging state is that the charging rate (SOC) is smaller than a predetermined value set in advance, but the condition for determining that the charging state is required by the control device 11 is appropriately set. It can be set, and more simply, it may be set so as to be in a required charging state every predetermined time.

また、上述の実施形態では、ガイド部材に車輪を設け、壁と車輪とを当接させながら充電装置側に移動するように構成しているが、車輪を省略してもよく、また、車輪を設ける替わりにガイド部材の当接面に摩擦係数の小さい素材で形成した滑り加工面を設けるようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the guide member is provided with a wheel and is configured to move to the charging device side while contacting the wall and the wheel. However, the wheel may be omitted, and the wheel may be omitted. Instead of providing, a sliding surface formed of a material having a small friction coefficient may be provided on the contact surface of the guide member.

１ 移動ロボット
１ａ 走行ユニット
１ｂ 本体部
２ 壁面
３ 充電装置
４ 接触部（ガイド部材）
４ａ 車輪
５ 充電用電極
６ 充電池
７ レーザ変位計
８ カメラ（位置センサ）
９ 充電用接点
１０ 赤外線ランプ
１１ 制御装置
１２ 非接触光通信装置（移動ロボット側）
１３ 全方向駆動輪
１４ 非接触光通信装置（充電装置側）
１５ ハッチ
１６ａ，１６ｂ 走行ユニットの駆動方向
１７ 移動ロボット本体
１８ 外部充電装置
１９ 充電用電極
２０ 充電用接点
２１ 可動手段
２２ ガイド手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile robot 1a Traveling unit 1b Main-body part 2 Wall surface 3 Charging apparatus 4 Contact part (guide member)
4a Wheel 5 Charging electrode 6 Rechargeable battery 7 Laser displacement meter 8 Camera (position sensor)
9 Charging contact 10 Infrared lamp 11 Control device 12 Non-contact optical communication device (mobile robot side)
13 Omnidirectional drive wheel 14 Non-contact optical communication device (charging device side)
15 hatch 16a, 16b driving direction of traveling unit 17 mobile robot body 18 external charging device 19 charging electrode 20 charging contact 21 movable means 22 guide means

Claims (6)

壁面を有する走行環境内を走行するバッテリ搭載の移動ロボットと、
前記移動ロボットの動作を制御する制御装置と、
前記走行環境内の前記壁面に近接して設置され側方に充電用接点が設けられた充電装置と、
前記移動ロボットに形成され、前記壁面に当接して前記壁面に案内されて前記移動ロボットをスライド移動させるガイド部材と、
前記ガイド部材に設けられ、前記充電用接点と接触することで前記充電装置の電力を前記バッテリに供給する充電用電極と、
前記移動ロボットに設けられ、前記移動ロボットから前記充電装置の方向を検出する位置センサと、を有し、
前記制御装置は、
前記移動ロボットが前記バッテリ充電を行なう必要がある要充電状態であるか否かを判定する充電判定部と、
前記充電判定部により要充電状態であると判定されると、
前記移動ロボットを前記壁面側に走行させて前記ガイド部材を前記壁面に当接させ、前記ガイド部材を前記壁面に当接させた状態で前記位置センサにより検出された前記充電装置の方向に前記移動ロボットを走行させる充電走行制御部とを有している
ことを特徴とする、移動ロボットシステム。 A battery-equipped mobile robot that travels in a travel environment having wall surfaces;
A control device for controlling the operation of the mobile robot;
A charging device installed near the wall surface in the traveling environment and provided with a charging contact on the side;
A guide member that is formed on the mobile robot, slides the mobile robot in contact with the wall surface and is guided by the wall surface;
A charging electrode that is provided on the guide member and that supplies power to the battery by contacting the charging contact;
A position sensor that is provided in the mobile robot and detects a direction of the charging device from the mobile robot;
The control device includes:
A charge determination unit that determines whether or not the mobile robot is in a required charge state in which the battery needs to be charged;
When it is determined by the charge determination unit that the battery needs to be charged
The mobile robot travels toward the wall surface so that the guide member abuts against the wall surface, and the movement toward the charging device detected by the position sensor in a state where the guide member abuts against the wall surface. A mobile robot system, comprising: a charging travel control unit that causes the robot to travel. 前記ガイド部材には、前記壁面との接触状態を検知する接触センサが設けられ、
前記充電走行制御部は、前記接触センサにより前記ガイド部材が前記壁面に接触したことが検知されると、前記壁面に対して前記ガイド部材を押し付けながら前記充電装置側に進む方向に前記移動ロボットを走行する
ことを特徴とする、請求項１記載の移動ロボットシステム。 The guide member is provided with a contact sensor that detects a contact state with the wall surface,
When it is detected by the contact sensor that the guide member is in contact with the wall surface, the charging travel control unit moves the mobile robot in a direction toward the charging device while pressing the guide member against the wall surface. The mobile robot system according to claim 1, wherein the mobile robot system travels. 前記充電装置には特徴的な図柄のランドマーク部が設けられ、
前記位置センサはカメラを有し、撮像された画像から前記ランドマーク部を検出する
ことを特徴とする請求項１または２記載の移動ロボットシステム。 The charging device has a characteristic landmark portion,
The mobile robot system according to claim 1, wherein the position sensor includes a camera and detects the landmark portion from a captured image. 前記ガイド部材の前記壁面に当接する当接面には車輪が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動ロボットシステム。 The mobile robot system according to any one of claims 1 to 3, wherein a wheel is attached to a contact surface that contacts the wall surface of the guide member. 前記要充電状態であるときに前記移動ロボットと前記充電装置との距離が予め設定された所定値よりも小さいことを検出する距離確認手段を備え、
前記充電走行制御部は、
前記距離確認手段により前記距離が小さいことが検出されると前記移動ロボットの走行速度を減速する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動ロボットシステム。 A distance confirmation means for detecting that the distance between the mobile robot and the charging device is smaller than a predetermined value when the charging is required;
The charging travel control unit
The mobile robot system according to any one of claims 1 to 4, wherein when the distance confirmation unit detects that the distance is small, the traveling speed of the mobile robot is reduced. 前記充電用接点を覆う開閉可能なハッチを備える
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動ロボットシステム。 The mobile robot system according to claim 1, further comprising an openable / closable hatch that covers the charging contact.
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